JPS6224087A - 電磁制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスプールを用いた電磁制御弁、特に通常は開状
態でソレノイドへの通電により閉状態となる電磁制御弁
に関する。

〔従来技術〕

この種の電磁制御弁には、被制御流体がスプールに及ぼ
す力（フロ７フオース）の作用方向をスプールに対する
ソレノイドの吸引力の作用方向と一致させ、ソレノイド
の容量に比してスプールの応答速度の向上を計ったもの
がある。例えば第４図に示す従来技術においては、ソレ
ノイドに通電しない開状態においては、図示の如く、バ
ルブ本体１の入口ポート２からスプール３の切欠き４を
通って流入する流体は切欠き４の下面に負圧を生ずるの
でスプール３には下向きのフローフォースが作用し、こ
のフローフォースはスプール３をスプリング５に抗して
下向きに移動させて電磁制御弁を閉じるソレノイド（図
示せず）の吸引方向と一致するのでソレノイドの容量に
比してスプール１の応答速度を向上させることができる
。

〔発明が解決しようとする問題点〕 かかる従来技術において被制御流体の流量を増大させる
にはスプールの径を増大させることが考えられるが、ス
プールの径の増大は電磁制御弁の大型化をまねくという
問題がある。本発明は入口ポートから流入する流体を上
下に分けて１つのスプールにより制御するとともに上下
の２箇所においてスプールに作用するフローフォースの
作用方向を何れもソレノイドの吸引方向と一致させて小
型で容量の大なる電磁制御弁を得ようとするものである
。

〔問題点を解決するための手段〕

このために、本発明は、第１図〜第３図に示ず如く、内
孔１０ａとこの内孔に連通する入口ポートＰ１とこの入
口ポートに内孔１０ａを介して連通ずる出口ポートＰ２
を有するバルブ本体１０と、内孔１０ａの内周面に軸方
向摺動可能に嵌挿されて前記両ポートＰ１．Ｐ２の間の
連通を開閉制御するスプール３０と、前記両ポートＰ　
１、Ｐ２の連通を妨げない連通位置に向けて前記スプー
ル３０を軸方向に付勢するスプリング４２と、印加され
る制御電流により前記スプリング４２に抗して前記スプ
ール３０を前記両ポートＰＬ、Ｐ２の連通を閉じる閉鎖
位置に変位させるソレノイド４３を備えてなる電磁制御
弁において、前記スプール３０は前記スプリング４２の
付勢方向の端部３７に開口するスプール内孔３５と、前
記端部３７から外間に沿って順次形成された第１スプー
ルランド３１．第１スプール溝３２．第２スプールラン
ド３３及び第２スプール溝３４と、この第１スプールラ
ント３１と第１スプール溝３２の間及び第２スプールラ
ンド３３と第２スプール溝３４の間にそれぞれ形成され
た第１及び第２テーパ而３２ａ、３４ａと、前記スプー
ル内孔３５と第２スプール溝３４を連通する連通孔３６
を有し、前記バルブ本体１０には前記内孔１０ａと同軸
に連続して前記スプール３０の前記端部３７に対応する
一端から順に大径孔１６．スリーブランド１７及びスリ
ーブ溝１８が形成されるとともに前記入口ポートＰＬは
前記スリーブ溝１８に開口され、連通位置においては前
記スリーブランド１７は前記第１スプール溝３２内に位
置するとともに前記第２スプールランド３３は前記スリ
ーブ溝１日内に位置して前記大口ボー１−ＰＩは前記連
通孔３６どスプール内孔３５により形成される通路及び
前記大径孔１６を介して出口ポートＰ２に連通され、閉
鎖位置においては前記第１スプールランド３１が前記ス
リーブランド１７に嵌合するとともに前記第２スプール
ランド３３が前記内孔１０ａに嵌合して前記入口ポート
Ｐ１と出口ポート１）２の連通を閉じることを特徴とす
るものである。

〔作用〕

連通位置においては、第１図に示す如く、入口ポートＰ
１から流入する流体は、第１スプール溝３２とスリーブ
ランド１７の間を通りぬけ大径孔１６を経て出口ポート
Ｐ２に向う第１の流れと、第２スプール溝３４と内孔１
０ａの間から連通孔３６及びスプール内孔３５を経て出
口ポートＰ２に向う第２の流れとに分れる。第１の流れ
はスリーブランド１７の大径孔１６側の第１角部１．６
２と第１テーパ面３２ａの間に形成される絞りＲ１付近
を境界としてその上流側は下流側よりも圧力が大となる
ので、第１テーパ面３２ａと第１スプ−ル溝３２を隔て
て対向する段部（第３テーパ面３２ｂ）に作用するフロ
ーフォースの軸方向分力には差が生じ、第１の流れがス
プール３０に及ぼすフローフォースの向きはスプリング
４２に抗する向きとなる。一方、第２の流れは内孔１０
ａのスリーブ１Ｍ１８例の第２角部１８ａと第２テーパ
面３４ａの間に形成される絞りＲ２付近を境界として圧
力が変化するので前記とは逆にスプリング４２の作用方
向と同方向のフローフォースをスプール３０に及ぼすが
、この第２の流れは絞りＲ２を通過後、第１図に示す如
く反転して軸線に沿った流れの向きが逆となる。しかし
て、第２の流れに関しては、絞りＲ２部の第２テーパ面
３４ａに圧力が作用し、スプール３０を開く方向の力が
発生ずるが、流体の噴流が、連通孔３６または第４テー
パ面３４ｂに作用し、スプール３０を閉じる方向の力が
発生する。この２つの力の作用により、第２の流れによ
るフローフォースもスプリング４２に抗する向きとなる
。

ソレノイド４３に制御電流を印加すれば、スプール３０
はソレノイド４３による吸引力と前記第１及び第２の流
れによるフローフォースの両方の作用を受け、スプリン
グ４２の付勢力に抗して閉鎖位置に向かって変位する。

〔発明の効果〕

かかる本発明による電磁制御弁は、バルブ本体に形成さ
れた大径孔とスプールに形成された連通孔の両方を被制
御流体が通過してスプールにより開閉制御されるのでス
プールの径を増大させることなく被制御流体の流量を増
大させることができ、また前記大径孔を通る第１の流れ
も前記連通孔を通る第２の流れも共にスプリングの付勢
力に抗するフローフォースを生ずるのでスプールの応答
性に比してソレノイドの容量を小さくすることができる
。従って本発明によれば小型で流量の大なる電磁制御弁
を得ることができる。

〔実施例〕

以下に、添付図面により本発明の詳細な説明する。第３
図に示す如く、バルブ本体１０は、磁性体の基体１１と
、基体１１上側の突出部に一端が嵌合された非磁性体の
スリーブ１２と、スリーブ１２内周面の中間皿に嵌合さ
れた非磁性体のスペーサ１４と、スリーブＬ２他端の内
周面に嵌合された磁性体の段付スリーブ１３と、基体１
１の下側に前記スリーブ１２と同軸に嵌合された非磁性
体のバルブスリーブ１５からなり、此等各部分１１．１
２，１３，１４．１５は銅ろう付は等により一体に結合
された後、連続する一つの内孔１０ａが形成されている
。中心に調節ねじ４１を螺合した磁性体のヨーク４０が
、内孔１０ａと同軸に、段付スリーブ１３に螺合固定さ
れている。バルブ本体１０は、変速機等の被制御機器の
ハウジング５０に形成された嵌合孔５１にバルブスリー
ブ１５を嵌合してボルト止め等により取り付けられてい
る。

第３図に示す如く、内孔１０ａには磁性体からなるスプ
ール３０が軸方向摺動可能に嵌挿され、スプール３０の
上端に固着した絞り付ワッシャと調節ねじ４１の下端の
間には圧縮スプリング４２を介装してスプール３０を下
向に付勢し、通常はスプール３０の下側の端部３７はバ
ルブスリーブ１５の下端部に圧入固定されたエンド部材
２０の上面に当接されている。

スリーブ１２と段付スリーブ１３の外周には、非磁性体
のボビン４４に巻回されたソレノイド４３が設けられ、
このソレノイド４３を包囲して下端周囲がバルブ本体■
０と係合するカバー４５が設けられ、調節ねじ４１に螺
合するナンド４６によりヨーク４０に固定されている。

第１図及び第２図に示す如く、バルブ本体１０のバルブ
スリーブ１５の内周には、内孔１０ａと同軸に連続して
下端から順に大径孔１６．内孔１０ａの一部をなすスリ
ーブランド１７及びスリーブ溝１８が形成されている。

前記入口ボー１−ＰＩはスリーブ溝１８に開口するよう
バルブスリーブ１５に形成され、また前記エンド部材２
０は大径孔１６に圧入固定され、このエンド部材２０に
内孔１０ａを介して入口ポートＰ１と連通する出口ポー
１−Ｐ２が形成されている。エンド部材２０の上部には
大径孔１６と出口ポートＰ２を連通ずる複数の切欠き２
１が設けられている。第３図に示す如く、ハウジング５
０に取り付けられた状態においては、人口及び出口ポー
トＰＩ、Ｐ２はハウジング５０に形成された流入及び流
出通路５２゜５３に連通されている。

第１図及び第２図に示す如く、スプール３０には、エン
ド部材２０に当接する端部３７に開口するスプール内孔
３５が同軸に形成され、またスプール３０の外周には端
部３７から順にスリーブランド１７と嵌合可能な第１ス
プールランド３１゜第１スプール溝３２．内孔１０ａと
嵌合可能な第２スプールランド３３及び第２スプール溝
３４が形成されている。第１スプール溝３２と両側のス
プールランド３１．３３の間には第１及び第３テーパ面
３２ａ、３２ｂが形成され、第２スプール溝３４の両側
には第２及び第４テーパ面３４ａ。

３４ｂが形成されている。スプール３０には第２スプー
ル／ｊ！３４をスプール内孔３５に連通ずる複数の連通
孔３６が設けられている。

第１図及び第３図に示す如く、スプリング４２により付
勢されたスプール３０の端部３７がエンド部材２０に当
接した連通位置においては、スリ・−ブランド１７は第
１スプール溝３２内に位置するとともに第２スプールラ
ンド３３はスリーブ溝１８内に位置し、かつスリーブラ
ンド１７０大径孔１６側の第１角部１６ａと第１テーパ
面３２ａの間に形成される絞りＲ１は、スリーブ溝１８
側の第３角部１８ｂと第３テーパ面３２ｂの間に形成さ
れる絞りよりも開口面積が小となり、また内孔１０ａの
スリー１１１８例の第２角部１８ａと第２テーパ面３４
ａの間に形成される絞りＲ２は絞りＲ１と同程度の開口
面積となるように、各ランド１７，３１．３３及び溝１
８．３２．３４の寸法関係を定めるものとする。またこ
れに加えて、これらの寸法関係は、第２図に示す如く、
スプール３０がソレノイド４３により励磁されたヨーク
４０により吸引されてエンド部材２０から最も離れた閉
鎖位置にある状態においては、第１スプールランド３１
がスリーブランド１７に嵌合するとともに第２スプール
ランド３３が内孔１０ａに嵌合するように定めるものと
する。なお、第３及び第４テーパ面３２ｂ、３４ｂは単
なる直角な段部であっても差し支えない。

次に本実施例の作用につき説明する。連通位置において
は、第１図に示す如く、流入通路５２から入口ポー１−
ＰＬを経て流入する流体は、絞りＲ１を通る第１の流れ
と絞りＲ２を通る第２の流れに分れる。第１の流れは大
径孔１６の内側からエンド部材２０上部の切欠き２１を
通過し、また第２の流れは連通孔３６からスリーブ内孔
３５を通過した後この両者は合流して、出口ポートＰ２
を経て流出通路５３から流出する。

第１の流れは、絞りＲ１付近の開口面積が最小であるの
で、この付近を境界としてその上流側は下流側よりも圧
力が大となる。これにより第３テーパ面３２ｂには全面
に大なる上流側圧力が加わるのに対し、第１テーパ面３
２ａには部分的に大なる上流側圧力が加わるのみである
ので、両テーパ面３２ａ、３２　ｂに作用するフローフ
ォースの軸方向分力には差が生じて差し引き上向き、才
なわちスプリング４２に抗する向きとなる。

一方、第２の流れは、絞りＲ２付近の開口面積が最小で
あるので、この付近を境界として圧力差が生ずる。これ
により第２テーパ面３４ａには部分的ながら大なる上流
側圧力が加わるのに対し、第４テーパ面３４ｂには全面
的に小なる下流側圧力が加わるので、両テーパ面３４ａ
、３４ｂに作用するフローフォースの軸方向分力には差
が生じて差し引き下向き、すなわちスプリング４２の作
用方向と同じ向きとなる。しかしながら、第２の流れは
絞りＲ２を通過後、第１図に示す如く、上向きであった
流れが下向きに反転する。しかして流体の噴流が連通孔
３６または第４テーパ面３４ｂに作用し、スプール３０
を閉じる方向にカが発生する。この力と前記スプリング
４２の作用方向と同じ向きの力との作用により、第２の
流れによるフローフォースもスプリング４２に抗する向
きとなる。

ソレノイド４３に制ｔｍ電流を印加すれば、励磁された
ヨーク４０は、スプリング４２に抗する上向きの磁気的
吸引力をスプール３０に及ぼず。スプール３０はこの磁
気的吸引力と前記第１及び第２の流れによるフローフォ
ースの両方の作用を受け、スプリング４２の付勢力に抗
して上方に変位し、第２図に示す閉鎖位置となる。開放
位置から閉鎖位置への移動に際しては、このようにソレ
ノイド４３による磁気的吸引力を助けるようにフローフ
ォースが作用するので、ソレノイド４３の容量に比して
スプール３０の応答速度は犬となる。

閉鎖位置においては、第１スプールランド３１はスリー
ブランド１７に嵌合し、また第２スプールランドは内孔
ｔＯａに嵌合して、入口ボ〜ｌ−Ｐｌと、出口ポートＰ
２の間の連通は閉しられ、これと同時にフローフォース
は消滅する。ソレノイド４３への制御電流を解除すれば
ヨーク４０の磁気的吸引力は消滅し、スプール３０はス
プリング４２の付勢力により第１図に示す連通位置に復
帰する。この復帰の瞬間にはまだフローフォースは生じ
ていないので、フローフォースによる影響はない。

【図面の簡単な説明】

（よ 第１図〜第３図に本発明による電磁制御弁の一実施例を
示し、第１図は連通位置における要部の断面図、第２図
は閉鎖位置における要部の断面図、第３図は連通位置に
おける全体断面図、第４図は従来技術の一例の要部の断
面図である。 符号の説明 １０・・・バルブ本体、１０ａ・・・内孔、１６・・・
大径孔、１７・・・スリーブランド、１８・・・スリー
ブ溝、３０・・・スプール、３１・・・第１スプールラ
ンド、３２・・・第１スプール溝、３２ａ・・・テーパ
面、３３・・・第２スプールランド、３４・・・第２ス
プール溝、３４ａ・・・第２テーパ面、３５・・・スプ
ール内孔、３６・・・連通孔、３７・・・端部、４２・
・・スプリング、Ｐｌ・・・入口ポート、Ｐ２・・・出
口ポート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内孔とこの内孔に連通する入口ポートとこの入口ポー
   トに内孔を介して連通する出口ポートを有するバルブ本
   体と、内孔の内周面に軸方向摺動可能に嵌挿されて前記
   両ポートの間の連通を開閉制御するスプールと、前記両
   ポートの連通を妨げない連通位置に向けて前記スプール
   を軸方向に付勢するスプリングと、印加される制御電流
   により前記スプリングに抗して前記スプールを前記両ポ
   ートの連通を閉じる閉鎖位置に変位させるソレノイドを
   備えてなる電磁制御弁において、前記スプールは前記ス
   プリングの付勢方向の端部に開口するスプール内孔と、
   前記端部から外周に沿って順次形成された第１スプール
   ランド、第１スプール溝、第２スプールランド及び第２
   スプール溝と、この第１スプールランドと第１スプール
   溝の間及び第２スプールランドと第２スプール溝の間に
   それぞれ形成された第１及び第２テーパ面と、前記スプ
   ール内孔と第２スプール溝を連通する連通孔を有し、前
   記バルブ本体には前記内孔と同軸に連続して前記スプー
   ルの前記端部に対応する一端から順に大径孔、スリーブ
   ランド及びスリーブ溝が形成されるとともに前記入口ポ
   ートは前記スリーブ溝に開口され、連通位置においては
   前記スリーブランドは前記第１スプール溝内に位置する
   とともに前記第２スプールランドは前記スリーブ溝内に
   位置して前記入口ポートは前記連通孔とスプール内孔に
   より形成される通路及び前記大径孔を介して出口ポート
   に連通され、閉鎖位置においては前記第１スプールラン
   ドが前記スリーブランドに嵌合するとともに前記第２ス
   プールランドが前記内孔に嵌合して前記入口ポートと出
   口ポートの連通を閉じることを特徴とする電磁制御弁。